LVS群集

Posted 2021-06-28 他和晚风一样温柔

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了LVS群集相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

群集的含义
企业群集分类
负载均衡群集
高可用群集
高性能运算群集
负载均衡群集架构
负载均衡群集工作模式分析
NAT模式
TUN模式
DR模式
关于LVS虚拟服务器
LVS的负载调度算法
ipvsadm工具
实验：

群集的含义

Cluster，集群、群集
由多台主机构成，但对外只表现为一个整体，只提供一个访问入口(域名或IP地址)，相当于一台大型计算机。

企业群集分类

负载均衡群集
高可用群集
高性能运算群集

负载均衡群集

提高应用系统的响应能力、尽可能处理更多的访问请求、减少延迟为目标，获得高并发、高负载(LB)的整体性能
LB的负载分配依赖于主节点的分流算法，将来自客户机的访问请求分担给多个服务器节点,从而缓解整个系统的负载压力。例如，“DNS轮询”反向代理”等

高可用群集

提高应用系统的可靠性、尽可能地减少中断时间为目标，确保服务的连续性，达到高可用(HA) 的容错效果
HA的工作方式包括双工和主从两种模式，双工即所有节点同时在线;主从则只有主节点在线，但当出现故障时从节点能自动切换为主节点。例如，”故障切换” “双机热备” 等

高性能运算群集

以提高应用系统的CPU运算速度、扩展硬件资源和分析能力为目标，获得相当于大型、超级计算机的高性能运算(HPC)能力
高性能依赖于“分布式运算”、“并行计算”，通过专用硬件和软件将多个服务器的CPU、内存等资源整合在一起，实现只有大型、超级计算机才具备的计算能力。例如，“云计算”“网格计算”

负载均衡群集架构

负载均衡的结构

第一层，负载调度器(Load Balancer或Director)
- 访问整个群集系统的唯一入口，对外使用所有服务器共有的VIP地址，也称为群集IP地址。通常会配置主、备两台调度器实现热备份，当主调度器失效以后能够平滑替换至备用调度器，确保高可用性。
第二层,服务器池(Server Pool)
- 群集所提供的应用服务、由服务器池承担，其中每个节点具有独立的RIP地址(真实IP)，只处理调度器分发过来的客户机请求。当某个节点暂时失效时，负载调度器的容错机制会将其隔离，等待错误排除以后再重新纳入服务器池。
第三层，共享存储(Share Storage)
- 为服务器池中的所有节点提供稳定、一致的文件存取服务，确保整个群集的统一性。共享存储可以使用NAS设备，或者提供NFS共享服务的专用服务器。

负载均衡群集工作模式分析

负载均衡群集是目前企业用得最多的群集类型
群集的负载调度技术有三种工作模式
- 地址转换（NAT模式）
- IP隧道(VPN)
- 直接路由(DR)

NAT模式

地址转换

Network Address Translation，简称NAT模式
类似于防火墙的私有网络结构，负载调度器作为所有服务器节点的网关，即作为客户的访问入口,也是各节点回应客户机的访问出口
服务器节点使用私有IP地址，与负载调度器位于同一个物理网络，安全性要优于其他两种方式

TUN模式

IP隧道

IP Tunnel，简称TUN模式
采用开放式的网络结构，负载调度器仅作为客户机的访问入口，各节点通过各自的lnternet连接直接回应客户机，而不再经过负载调度器
服务器节点分散在互联网中的不同位置,具有独立的公网IP业,通过专用IP隧道与负载调度器相互通信

DR模式

直接路由

Direct Routing，简称DR模式
采用半开放式的网络结构，与TUN模式的结构类似，但各节点并不是分散在各地，而是与调度器位于同一个物理网络
负载调度器与各节点服务器通过本地网络连接，不需要建立专用的IP隧道

关于LVS虚拟服务器

Linux Virtual Server

针对Linux内核开发的负载均衡解决方案
1998年5月，由我国的章文嵩博士创建
官方网站: http://www.linuxvirtualserver.orgl
LVS 实际上相当于基于IP地址的虚拟化应用，为基于ip地址和内容请求分发的负载均衡提出了一种高效的解决方法

ps:LVS现在已成为Linux内核的一部分，默认编译为ip_vs模块,必要时能够自动调用。在CentOS 7系统中，以下操作可以手动加载ip_vs模块，并查看当前系统中ip_vs模块的版本信息。

LVS的负载调度算法

轮询(Round Robin)
- 将收到的访问请求按照顺序轮流分配给群集中的各节点(真实服务器)，均等地对待每一台服务器，而不管服务器实际的连接数和系统负载
加权轮询(Weighted Round Robin)
- 根据调度器设置的权重值来分发请求，权重值高的节点优先获得任务，分配的请求数越多
- 保证性能强的服务器承担更多的访问流量

ipvsadm工具

创建虚拟创建虚拟
添加、删除服务器节点
查看群集及节点情况
保存负载分配策略

-A:添加虚拟服务器
-D:删除整个虚拟服务器
-s:指定负载调度算法（轮询: rr、加权轮询: wrr、最少连接:lc、加权最少连接: wlc)
-a:表示添加真实服务器（节点服务器)
-d:删除某一个节点
-t:指定VIP地址及TCP端口
-r:指定RIP地址及TCP端口
-m:表示使用NAT群集模式
-g:表示使用DR模式
-i:表示使用TUN模式
-w:设置权重(权重为0时表示暂停节点)
-p 60:表示保持长连接60秒
-l:列表查看LVS 虚拟服务器(默认为查看所有)
-n:以数字形式显示地址、端口等信息，常与"-l"选项组合使用。ipvsadm -ln

实验：

部署共享存储

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

yum -y install nfs-utils rpcbind

systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service

systemctl enable nfs.service
systemctl enable rpcbind.service

mkdir /opt/lic
mkdir /opt/kiki

chmod 777 /opt/lic 
chmod 777 /opt/kiki

vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/lic 192.168.184.0/24(rw,sync)
/opt/kiki 192.168.184.0/24(rw,sync)

exportfs -rv

部署共享存储 NFS 服务

在这里插入图片描述

配置Web节点服务器
Web节点服务器1：192.168.26.98
Web节点服务器2：192.168.26.66
两台节点服务器步骤一样

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

yum install httpd -y
systemctl start httpd.service
systemctl enable httpd.service

yum -y install nfs-utils rpcbind

systemctl start rpcbind
systemctl enable rpcbind

showmount -e 192.168.26.188       #查看192.168.26.188 共享NFS服务

在这里插入图片描述

挂载

mount.nfs 192.168.26.188:/opt/lic /var/www/html
echo 'this is lic web!' > /var/www/html/index.html

在这里插入图片描述
web2

可以设置自动挂载

配置负载调度器
内网关 ens33：192.168.184.10
外网关 ens37：12.0.0.1
添加网卡

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

在这里插入图片描述
修改网卡

配置SNAT转发规则

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
或
echo '1' > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
sysctl -p

iptables -t nat -F
iptables -F
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.184.0/24 -o ens37 -j SNAT --to-source 12.0.0.1

在这里插入图片描述

加载LVS内核模块

modprobe ip_vs					#加载 ip_vs模块
cat /proc/net/ip_vs				#查看 ip_vs版本信息

在这里插入图片描述
安装ipvsadm 管理工具

yum -y install ipvsadm

#启动服务前须保存负载分配策略，否则会启动失败 在 /var/log/messages 中能看到
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
或
ipvsadm --save > /etc/sysconfig/ipvsadm

systemctl start ipvsadm.service

在这里插入图片描述

配置负载分配策略
NAT模式只要在负载均衡器服务器上配置，节点服务器不需要特殊配置

ipvsadm -C 					#清除原有策略
ipvsadm -A -t 12.0.0.1:80 -s rr
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.184.30:80 -m
ipvsadm -a -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.184.40:80 -m
ipvsadm						#启用策略

ipvsadm -ln					#查看节点状态，Masq代表 NAT模式
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm						#保存策略

样例，用不到

ipvsadm -d -t 12.0.0.1:80 -r 192.168.10.11:80    #删除群集中某一节点服务器
ipvsadm -D -t 12.0.0.1:80         #删除整个虚拟服务器

在这里插入图片描述
客户端验证
windows 客户端配置IP 12.0.0.12 、网关为负载均衡器入口的 ens36 的 IP网卡地址

web 节点的网卡需要指定负载均衡器的内网接口IP为其网关。

开启服务器池中两台web 服务器的 httpd 服务。
使用浏览器访问 http://12.0.0.1/ ，不断刷新浏览器测试负载均衡效果，刷新间隔需长点.
在这里插入图片描述

可以在客户端中直接访问服务器，验证主页内容

ps: